\documentstyle[german,logik,jochen12,12pt]{article} \pagestyle{headings} \begin{document} \frenchspacing \thispagestyle{empty} \noindent Lothar Ridder\\[0,5cm] \begin{center} EINE VOLLST\"ANDIGE MENGENTHEORETISCHE CHARAKTERISIERUNG\\ DER ELEMENTAREN ONTOLOGIE\\[1cm] 1. EINLEITUNG\end{center} \noindent Mit dem Begriff {\em Ontologie} (O) sei im folgenden dasjenige System gemeint, das Stanislav Le\'{s}niewski als eine allgemeinste Theorie des Gegenstandes im aristotelischen Sinne einer ersten Philosophie entwickelte. Diese Logik, die Le\'{s}niewski auch als eine modernisierte traditionelle Logik beschrieb, die am ehesten Schr\"oders Klassenkalk\"ul einschlie\sslich seiner Theorie der Individuen gleiche, enth\"alt nur zwei grundlegende syntaktische Kategorien, n\"amlich propositionale Ausdr\"ucke, i.e. Aussagen und Aussageformen, und gegenst\"andliche Ausdr\"ucke, i.e. Gegenstandskonstanten (Namen) und -variablen. Bezeichnender Weise sind diese Kategorien f\"ur Le\'{s}niewski {\em semantische}, auch wenn er in seinen Ver\"offentlichungen keine Interpretation von O angibt. Seine Rede von semantischen statt von syntaktischen Kategorien deutet auf seinen Anspruch hin, da\ss bei jeder deduktiven Theorie eine intuitiv g\"ultige Interpretation mitzudenken sei. Die formale Ausarbeitung einer Semantik von O wird nun jedoch durch den Umstand erschwert, da\ss die gegenst\"andlichen Ausdr\"ucke von O so gedeutet werden k\"onnen, da\ss sie keinen, genau einen oder mehrere Gegenst\"ande bezeichnen, die \"ublichen pr\"adikatenlogischen Axiome und Schlu\ssregeln formal jedoch dieselben bleiben. Dies hat zur Folge, da\ss die Quantoren von O auch solche Variablen enthalten, die kein existentielles Gewicht mit sich f\"uhren. Weiterhin kompliziert sich eine metatheoretische Handhabung von O durch die M\"oglichkeit kreativer Definitionen. Diese f\"uhren zu sonst nicht beweisbaren Aussagen, die weder das definierte Symbol noch mit seiner Hilfe definierte Zeichen enthalten.\\ Im folgenden soll zun\"achst in einer g\"angigen pr\"adikatenlogischen Notiation eine syntaktische Darstellung eines Fragments von O gegeben werden, der sogenannten {\em Elementaren Ontologie} (EO). Das dabei angegebene System von Axiomenschemata und Ableitungsregeln zeichnet sich dadurch aus, da\ss es nur eine primitive zweistellige Pr\"adikatkonstante mit Gegenstandsausdr\"ucken als Argumenten enth\"alt und die {\em ontologischen} Definitionsschemata nicht mehr kreativ sind. Die zu diesem {\em ontologischen} Fragment konstruierte Semantik ist im Tarskischen Sinne referentiell mit der Potenzmenge einer m\"oglicherweise leeren Gegenstandsmenge als Quantifikationsbereich. Die leere Menge, singul\"are Mengen und Mengen mit mehreren Elementen werden unter dieser Interpretation von leeren, singul\"aren und pluralen Gegenstandsausdr\"ucken denotiert. Der Vollst\"andigkeitsbeweis erfolgt gem\"a\ss der Henkin-Methode und wird im wesentlichen Schritt durchgef\"uhrt.\\[1cm] \begin{center} 2. SYNTAX\end{center} Die {\em formale Sprache} L enthalte die folgenden {\em Grundzeichen}: \begin{flushleft} a) abz\"ahlbar unendlich viele Gegenstandsvariablen\\ b) die logischen Konstanten $\sim$, \&, $\vee$, $\rightarrow$ und $\leftrightarrow$\\ c) die Quantorensymbole $\forall$ und $\exists$\\ d) Klammersymbole ( und )\\ e) die primitive zweistellige Pr\"adikatenkonstante $\epsilon$ (Epsilon)\\ f) die definierte zweistellige Pr\"adikatkonstante = als Zeichen f\"ur die Identit\"at\end{flushleft} {\em Formeln von} L seien in der folgenden Weise definiert: \begin{flushleft} a) Seien x und y Gegenstandsvariablen von L, dann ist $x\,\epsilon\,y$ eine (atomare) Formel.\\ b) Seien A und B Formeln von L und sei x eine Gegenstandsvariable, dann sind $\sim A$, $(A \& B)$, $(A \vee B)$, $(A \rightarrow B)$, $(A \leftrightarrow B)$, $\forall xA$ und $\exists xA$ (komplexe) Formeln von L.\\ c) Nur Formeln gem\"a\ss a) und b) sind Formeln von L.\end{flushleft} Stehe A(y/x) f\"ur eine {\em zul\"assige Substitution} der freien Variablen x in A durch eine Variable y, d.h. sei y nach dieser Einsetzung f\"ur x in A frei. Die Theoremmenge von EO werde dann durch die folgenden Axiomenschemata und Ableitungsregeln festgelegt:\\[1cm] \noindent Logische Axiome\\[0,5cm] \noindent LA1 Alle Tautologien\\ LA2 $\forall xA \rightarrow A(y/x)$\\ LA3 $\forall x(A \rightarrow B) \rightarrow (A \rightarrow \forall xB)$, x nicht frei in A\\ LA4 $\exists xA \leftrightarrow\, \sim \forall x \sim A$\\[1cm] \noindent Ontologische Axiome\\[0,5cm] OA1 $\forall x,y(x\,\epsilon\,y\,\leftrightarrow\,\exists z(z\,\epsilon\,x)\, \&\,\forall r,s((r\,\epsilon\,x\,\&\,s\,\epsilon\,x)\,\rightarrow\, r\,\epsilon\,s)\,\&\,\forall z(z\,\epsilon\,x\,\rightarrow\,z\,\epsilon\,y))$\\ OA2 $\forall y \exists z \forall x (x\,\epsilon\,z\,\leftrightarrow\, x\,\epsilon\,x\,\&\,\sim (x\,\epsilon\,y))$\\ OA3 $\forall y,z \exists r \forall x (x\,\epsilon\,r\,\leftrightarrow\,x\,\epsilon\,y\,\&\,x\,\epsilon\,z)$\\[1cm] \noindent Definitionen\\[0,5cm] \noindent DA1 $\forall x,y(x=y \,\leftrightarrow _{def.}\, (x\,\epsilon\,y\,\&\,y\,\epsilon\,x))$\\[1cm] \noindent Ableitungsregeln\\[0,5cm] \noindent 1. Modus ponens: Wenn A und (A $\rightarrow$ B), dann B.\\ 2.Generalisierung: Wenn A, dann $\forall$xA.\\[0,5cm] \noindent Die Begriffe {\em Ableitung} und {\em Theorem} seien in der \"ublichen Weise definiert.\\[0,5cm] \noindent Im folgenden seien -ohne Beweis- zum besseren Verst\"andnis der Bedeutung des primitiven Epsilons und im Hinblick auf den Induktionsanfang im Vollst\"andigkeitsbeweis einige Theoremschemata von EO angef\"uhrt:\\[0,5cm] \noindent OT1 $\forall x,y(x\,\epsilon\,y\,\rightarrow\,x\,\epsilon\,x)$\\ OT2 $\forall x,y,z((y\,\epsilon\,z\,\rightarrow\,(x\,\epsilon\,y\,\rightarrow\,y\,\epsilon\,x))$\\ OT3 $\forall x,y,z((x\,\epsilon\,y\,\&\,y\,\epsilon\,z) \rightarrow x\,\epsilon\,z)$\\ OT4 $\forall x,y((x=y\,\,\&\,A) \rightarrow A(y/x))$\\[1cm] \begin{center} 3. SEMANTIK \end{center} SD1 Eine {\em Interpretation I von EO} sei ein geordnetes Paar $$, wobei \begin{flushleft} a) G ein m\"oglicherweise leerer Gegenstandsbereich sei und\\ b) V eine Variablenbelegung, die jeder Variablen genau ein Element der Potenzmenge $\wp (G)$ zuordne, d,h, $V(x)\,\in\,\wp (G)$ f\"ur alle Gegenstandsvariablen x aus L. \end{flushleft} SD2 Sei V eine Variablenbelegung, x eine Variable. \begin{flushleft} Eine Variablenbelegung $V'$, die sich von V h\"ochstens in der Belegung der Variablen x unterscheidet, hei\sst x-{\em Belegungsvariante von V}. \end{flushleft} SD3 Die {\em Erf\"ullbarkeit} einer Formel A von L bez\"uglich einer Interpretation\\ \noindent $I=$ von EO (abgek\"urzt: $erf_IA$) wird in folgender Weise definiert: \begin{flushleft} a) $erf_I(x\,\epsilon\,y)$ g.d.w. V(x) eine Einermenge und Teilmenge von V(y) ist.\\ b) $erf_I( \sim A)$ g.d.w. nicht $erf_IA$.\\ c) $erf_I( A \rightarrow B )$ g.d.w. nicht $erf_IA$ oder $erf_IB$.\\ d) $erf_I( \forall xA)$ g.d.w. $erf_IA$ f\"ur alle $I'=$, wobei $V'$ eine beliebige x-Belegungsvariante von V sei. \end{flushleft} SD4 Eine Formel von L hei\sse {\em logisch wahr} oder {\em allgemeing\"ultig} (abgek\"urzt erfA) g.d.w. $erf_IA$ f\"ur alle Interpretationen I von EO.\\[0,5cm] Offensichtlich gilt:\\[0,5cm] \noindent ST1 $erf_I(x=y)$ g.d.w. V(x) und V(y) identisch und Einermengen sind.\\[1cm] \begin{center} 4. AD\"AQUATHEIT \end{center} 1.Teil: Korrektheit\\[0,5cm] \noindent Die logische Wahrheit der Axiome gem\"a\ss den Axiomenschemata LA1-LA4 und der Nachweis, da\ss die Ableitungsregeln logische Wahrheit erhalten, ergibt sich ebenso wie im Pr\"adikatenkalk\"ul 1. Stufe. Die logische Wahrheit von OA1 folgt im wesentlichen aus der semantischen Festlegung SD3a) und bekannten mengentheoretischen Gesetzen. Zum Beweis der logischen Wahrheit der Axiome gem\"a\ss OA2 ist $V'(z) = G - V(y)$, derjenigen gem\"a\ss OA3 $V'(r) = V(y) \cap V(z)$ zu w\"ahlen.\\ Mit der logischen Wahrheit der Axiome und der Wahrheitserhaltung der Ableitungsregeln von EO ergibt sich in der \"ublichen Weise, da\ss jede in EO aus einer Formelmenge ableitbare Formel aus dieser Menge folgt.\\[0,5cm] \noindent 2.Teil: Vollst\"andigkeit\\[0,5cm] \noindent Ausgehend von einer konsistenten Formelmenge $S$ werde eine maximal-konsistente Formelmenge $S^{\ast}$ in der \"ublichen Weise gebildet. Diejenige Interpretation\\ \noindent $I^{\ast} = $, unter der alle Formeln aus $S^{\ast}$ wahr sind, w\"ahlen wir in der folgenden Weise: \begin{itemize} \item $G_0$ sei die Menge aller (abz\"ahlbar unendlich vielen) Variablen aus L \item F\"ur alle Variablen x gelte:\\[0,5cm] $ V_0(x) = \left\{ \begin{tabular}{l} $1.\, \{ z \},\,falls\, (x\, \epsilon \,x) \in S^{\ast}$ \mbox{und z in einer Auflistung aller Variablen}\\$ $\mbox{von L die erste Variable ist mit }$ (z\, \epsilon \,x) \in $S^{\ast}$\\ $2.\, \{ y: (y\, \epsilon \,x) \in S^{\ast} \},$ \mbox{falls }$ (x\, \epsilon \,x) $\, \not\in S^{\ast}$ \end{tabular} \right.$ \end{itemize} Der wesentliche Schritt des Induktionsbeweises \"uber den Aufbau der Formeln ist der Induktionsanfang f\"ur die atomaren Formeln. Der Beweis f\"ur die komplexen Formeln erfolgt analog dem pr\"adikatenlogischen Vorgehen. Wir beweisen deshab unter Verwendung bekannter, nicht eigens aufgef\"uhrter und benannter Eigenschaften maximal-konsistenter Mengen den folgenden Satz:\\[1cm] \noindent {\bf SATZ}: $erf_{I^{\ast}}(x\, \epsilon \,y)$ g.d.w. $(x\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$\\[0,5cm] Beweis:\\ $\Rightarrow$\\ (1) gelte $erf_{I^{\ast}}(x\, \epsilon \,y)$\\ (2) mit (1) und gem\"a\ss SD3a) ist $V_0(x)$ eine Einermenge und Teilmenge von $V_0(y)$.\\ (3) Sei gem\"a\ss (2) und o.B.d.A. $V_0(x) = \{ z \}$\\ (4) nach (3) und gem\"a\ss $I^{\ast}$ ist $(x\, \epsilon \,x) \in S^{\ast}$ und $(z\, \epsilon \,x) \in S^{\ast}$ \footnote{W\"are $(x\, \epsilon \,x) \not\in S^{\ast}$, dann w\"are $(\sim (x\, \epsilon \,x)) \in S^{\ast}$ und damit gem\"a\ss OA1 (i) $( \sim \exists z(z\, \epsilon \,x)) \in S^{\ast}$ oder (ii) $( \sim \forall r,s,((r\, \epsilon \,x\, \& \,s\, \epsilon \,x) \rightarrow r\, \epsilon \,s)) \in S^{\ast}$ oder (iii) $( \sim \forall z(z\, \epsilon \,x \rightarrow z\, \epsilon \,x)) \in S^{\ast}$. Unter (i) w\"are $V_0(x)$ leer und unter (ii) eine Menge mit mindestens zwei Elementen beides im Widerspruch zu (3). Nach (iii) w\"are $S^{\ast}$ inkonsistent.}\\ (5) nach (4) und OT2 ist $(x\, \epsilon \,z) \in S^{\ast}$\\ (6) nach (2) und (3) ist $z \in V_0(y)$, d.h. $(z\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$\\ (7) nach(5),(6) und OT3 gilt deshalb $(x\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$\\ $\Leftarrow$\\ (8) Sei $(x\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$\\ (9) nach (8) und OT1 gilt: $(x\, \epsilon \,x) \in S^{\ast}$\\ (10) gem\"a\ss (9),$I^{\ast}$ und o.B.d.A. sei $V_0(x) = \{ z \}$\\ (11) nach (10) und $I^{\ast}$ gilt $(z\, \epsilon \,x) \in S^{\ast}$\\ (12) nach (8),(11) und OT3 ist $(z\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$\\ (13)nach (12) und $I^{\ast}$ ist $z \in V_0(y)$ \footnote{(13) ergibt sich durch Fallunterscheidung danach, ob $(y\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$ oder $(y\, \epsilon \,y) \not\in S^{\ast}$. Ist $(y\, \epsilon \,y) \not\in S^{\ast}$ so folgt (13) unmittelbar gem\"a\ss $I^{\ast}$. Ist $(y\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$, so gibt es gem\"a\ss $I^{\ast}$ ein $z'$ mit $(z'\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$ und $V_0(y) = \{ z' \}$. Aufgrund dieser Voraussetzungen ergibt sich nun mit OT2 und DA1 $(z' = y) \in S^{\ast}$ und entsprechend wegen (9),(10) und (11) $(z = x) \in S^{\ast}$. Wegen (8), OT4, $(z'\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$, OT2 und DA1 folgt dann $(z = z') \in S^{\ast}$ und wegen OT4 auch $(z\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$.Das $z$ ist auch die erste Variable in der Auflistung aller Variablen mit $(z\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$. Angenommen n\"amlich es g\"abe eine Variable $z^{\ast}$ vor $z$ mit $(z^{\ast}\, \epsilon \,y) \in S^{\ast}$, dann w\"are wegen $(x = y) \in S^{\ast}$ (wegen $(z = x) \in S^{\ast}$, $(z'= y) \in S^{\ast}$ und $(z = z') \in S^{\ast}$) auch $(z^{\ast}\, \epsilon \,x) \in S^{\ast}$ im Widerspruch zu (10), da\ss $V_0(x) = \{ z \}$. Insgesamt gilt deshalb $V_0(y) = \{ z \}$.}\\ (14) nach (10) und (13) gilt: $V_0(x) \subseteq V_0(y)$\\ (15) mit (10), (14) und SD3a) gilt deshalb: $erf_{I^{\ast}}(x\, \epsilon \,y)$\\[1cm] \begin{center} 5. LITERATUR \end{center} \begin{description} \item[Eberle,R.A.] {\em Nominalistic Systems.} Dordrecht 1979 \item[Iwanus,B.] {\em On Le\'{s}niewski's Elementary Ontology.} Studia Logica 31, 1972, 73-119 \item[Kielkopf,C.F.] {\em Quantifiers in Ontology.} Studia Logica 36, 1977, 301-307 \item[Le\'{s}niewski,S.] {\em Grundz\"uge eines neuen Systems der Grundlagen der Mathematik} Fundamenta Mathematicae 14, 1929, 1-81 \item[Le\'{s}niewski,S.] {\em \"Uber die Grundlagen der Ontologie.} Comptes Rendus des S\'{e}ances de la Societ\'{e} de Sciences et des Lettres des Varsovie, Classe 3, 23, 1930, 111-132 \item[Slupecki,J.] {\em Le\'{s}niewski's Calculus of Names.} Studia Logica 3, 1955, 7-71 \item[Stachniak,Z.] {\em Introduction to Model Theory for Le\'{s}niewski's Ontology.} Acta Universitatis Wratislaviensis (No 586), Prace Filozoficzne 31, Logika 9, Wroclaw 1981 \end{description} \noindent Dr. Lothar Ridder\\ Universit\"at D\"usseldorf\\ Philosophisches Institut\\ Universit\"atsstra\sse 1\\ D-40225 D\"usseldorf\\ privat:\\ Srunder Feld 4a\\ D-51069 K\"oln \end{document}